调幅与检波电路

一、实验目的

(1)掌握用晶体三极管进行集电极调幅的原理和方法。

(2)掌握调幅系数测量与计算的方法。

(3)掌握二极管峰值包络检波的原理。

(4)掌握包络检波器的波形失真现象，分析产生的原因并思考克服的方法。

二、实验仪器

(1)信号源模块 1块

(2)频率计模块 1块

(3)8号板 1块

(4)4号板 1块

(5)双踪示波器 1台

(6)万用表 1块

三、实验原理

1．集电极调幅的工作原理

集电极调幅就是用调制信号来改变高频功率放大器的集电极直流电源电压，以实现调幅。它的基本电路如图3－4－1所示。

图3－4－1 集电极调幅的基本电路

由图可知，低频调制信号VΩcosΩt与直流电源VCC相串联，因此放大器的有效集电极电源电压等于上述两个电压之和，它随调制信号波形而变化。因此，集电极的回路输出高频电压振幅将随调制信号的波形而变化。于是得到调幅波输出。

图3－4－2为Ic1m、ICO、PD、P0、PC随VCC变化的曲线，由图可以看出，在欠压区，VCC对Ic1m与P0的影响很小。但集电极调幅作用是通过改变VCC来改变Ic1m与P0才能实现的。因此，必须工作在过压区，才能产生有效的调幅作用。

图3－4－2 VCC对工作状态的影响

2．二极管包络检波的工作原理

当输入信号较大(大于0．5V)时，利用二极管单向导电特性对振幅调制信号的解调，称为大信号检波。

大信号检波原理电路如图3－4－3所示。

图3－4－3 二极管包络检波电路

电路主要由二极管D及RC低通滤波器组成，利用二极管的单向导电特性和检波负载RC的充放电过程实现检波，所以RC时间常数的选择很重要。RC时间常数过大，则会产生对角切割失真又称惰性失真。RC常数太小，高频分量会滤不干净。综合考虑要求满足下式:

其中，ma为调幅系数，Ωmax为调制信号最高角频率。

四、实验内容

1．集电极调幅

(1)连线框图如图3－4－4所示，连线说明如表3－4－1所示。

表3－4－1 集电极调幅连线说明表

图3－4－4 集电极调幅连线框图

(2)从P5处输入Vp－p=500m V，f=10．7MHz高频信号(在TP7处观察)，首先调节T5使TP15处波形最大，再调节T6使TP9输出波形最大。

(3)将信号源提供VP－P=100m V，f=1k Hz的正弦波信号接至P7处(在TP5处观察)，将拨码开关S1拨为“0100”，从TP9处观察、记录输出波形。

(4)使Q4管分别处于欠压状态(S1拨为“1110”)和过压状态(S1拨为“0000”)，在TP9处观察、记录调幅波形，并计算调幅度。

(5)改变音频信号的输入电压，观察调幅波变化。

2．二极管包络检波

(1)连线如图3－4－5所示，从信号源输出调幅波，经包络检波后用示波器观测输出波形。

图3－4－5 二极管包络检波连线示意图

(2)ma＜30%的调幅波检波

从信号源输出峰－峰值Vp－p=2V、ma＜30%的已调波(音频调制信号频率约为1 k Hz)。将开关S1拨为10，S2拨为00，将示波器接入TP4处，观察、记录检波输出波形。

(3)加大调制信号幅度，使ma=100%，观察、记录检波输出波形。

(4)观察对角切割失真

保持(3)中输出，将开关S1拨为“01”，检波负载电阻由2．2kΩ变为20kΩ，在TP4处用示波器观察、记录波形，并与(3)中波形进行比较。

(5)观察底部切割失真

将开关S2拨为“10”，S1仍为“01”，在TP4处观察、记录波形，并与正常解调波形进行比较。

五、实验报告要求

(1)自行设计表格，记录所观察到的各种波形。

(2)分析集电极调幅为何要选择在过压状态。

(3)观察对角切割失真和底部切割失真现象并分析产生原因。